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JP3370455B2 - Ground improvement equipment - Google Patents
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JP3370455B2 - Ground improvement equipment - Google Patents

Ground improvement equipment

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JP3370455B2
JP3370455B2 JP27410594A JP27410594A JP3370455B2 JP 3370455 B2 JP3370455 B2 JP 3370455B2 JP 27410594 A JP27410594 A JP 27410594A JP 27410594 A JP27410594 A JP 27410594A JP 3370455 B2 JP3370455 B2 JP 3370455B2
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ground
stirring blade
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stirring rod
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俊雄 渡辺
純二 田中
澄雄 伊藤
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Shimizu Corp
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、地盤内の土砂を攪拌し
つつ固化材を混合して土砂を固化させることによって、
軟弱地盤を改良するのに好適な地盤改良装置に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】周知のように、石灰、セメント等の固化
材をスラリー状に調製し、これらのスラリーを地盤内の
土と攪拌・混合することにより、固化材スラリーの水和
反応,この水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイ
オン交換作用,あるいはポゾラン反応等を主体とする化
学的固結反応を利用して土を化学的に固化させて、地盤
内に改良杭を造成し地盤改良を行う工法がある。 【0003】従来、このような地盤改良工法では、図7
に示すような、杭打ち機をベースとした地盤改良装置1
が用いられている。地盤改良装置1は、本体2に設けら
れた支持柱3に、攪拌ロッド4がその軸周りに回転自在
に支持され、この攪拌ロッド4の下端部に、地盤G内の
土の攪拌を行う攪拌翼5と、地盤G内の土を掻き進むた
めのアースオーガ6と、図示しない固化材供給機構から
固化材スラリーを地盤G中に供給するための吐出口7と
が設けられた概略構成となっている。 【0004】そして、このような地盤改良装置1を用い
て地盤Gを改良するには、まず、地盤Gに攪拌ロッド4
を回転させながら貫入し、アースオーガ6で地盤G内を
所定の深さまで掻き進む。次に、固化材供給機構によっ
て、固化材スラリーを攪拌ロッド4の下端部の吐出口7
から噴出させる。そして、攪拌ロッド4を引き上げなが
ら、噴出させた固化材スラリーと地盤Gの土とをアース
オーガ6および攪拌翼5で攪拌することによって、土を
固化させて地盤G内に円柱状の改良杭を造成する。 【0005】そして、地盤G上に構築する構造物あるい
は地盤Gの利用目的にあわせて、このような改良杭を、
単独、あるいはブロック状,格子状,連壁状等に造成し
て地盤Gを改良していた。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の地盤改良装置には、以下のような問題が
存在する。すなわち、地盤G内を掻き進むアースオーガ
6が、攪拌ロッド4の下端部にのみ設けられているの
で、地盤G内に造成される改良杭は、その外形形状が、
アースオーガ6の回転径に等しい直径を有した円筒状と
ならざるを得なかった。したがって、広範囲にわたって
地盤Gの改良を望む場合には、改良杭を多数造成する
か、あるいは適当な間隔で改良杭を造成し、これらの改
良杭の杭頭間の表層部のみを別途地盤改良する等しなけ
ればならず、工期の長期化や施工コストの増大を招くと
いった問題があった。本発明は、以上のような点を考慮
してなされたもので、効率的に地盤を改良することので
きる地盤改良装置を低コストで提供することを目的とす
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、地盤中の土砂
に固化材を混合させて地盤を改良するための地盤改良装
置であって、軸線回りに回転自在でかつ該軸線方向に移
動自在とされた攪拌ロッドと、前記地盤中に固化材を供
給する固化材供給機構とが備えられ、前記攪拌ロッドの
下端部には、該攪拌ロッドに固定された第一攪拌翼と、
一以上の翼体からなる第二攪拌翼とが上下に一定寸法離
間して設けられ、前記第二攪拌翼の各翼体は、その基端
部が前記攪拌ロッドに軸支されて一定角度の範囲で水平
面内で回動自在とされており、その先端部が前記攪拌ロ
ッドに対して離間・接近自在で、かつ、前記各翼体の先
端部が前記攪拌ロッドから離間した状態での第二攪拌翼
の回転半径が、前記第一攪拌翼の回転半径よりも一定寸
法大きくなる構成とされ、前記第一攪拌翼および前記第
二攪拌翼の翼元にはそれぞれ固化材の吐出口が設けられ
ているとともに、固化材をそれら吐出口のいずれか一方
に選択的に供給するための切り換えバルブが備えられて
いることを特徴としている。 【0008】 【作用】本発明の地盤改良装置では、第一攪拌翼および
第二攪拌翼を備えた攪拌ロッドと、固化材供給機構とを
備え、かつ第二攪拌翼の各翼体を一定角度の範囲で回動
自在とする構成とした。これにより、攪拌ロッドを回転
させつつ地盤に貫入させていき、第一攪拌翼および第二
攪拌翼の翼元にそれぞれ設けた吐出口のいずれか一方か
ら固化材を地盤中に噴出させて攪拌翼で地盤中の土砂と
攪拌混合させることにより、地盤を固化させて改良する
ことができる。このとき、前記第二攪拌翼の翼体の基端
部が攪拌ロッドに軸支されているので、攪拌ロッドを一
方向に回転させたときには、各翼体の先端部が周囲地盤
に接触することによる反力、すなわち土圧によって、先
端部が攪拌ロッドから離間する方向に翼体が回動する。
このようにして第二攪拌翼の回転半径が第一攪拌翼より
も一定寸法大きくなる。一方、攪拌ロッドを前記とは反
対方向に回転させると、周囲地盤からの土圧によって、
先端部が攪拌ロッドに接近する方向に翼体が回転し、こ
れによって第二攪拌翼の回転半径が縮径されるようにな
っている。 【0009】 【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。ここでは、本発明に係る地盤改良装置を、
例えば削孔ロッドを二本備えた二軸の地盤改良装置に適
用する場合の実施例を用いて説明する。図1に示すよう
に、地盤改良装置10は、移動用の無端キャタピラー1
1aを備えた本体11の前方に支持柱12が垂設され、
この支持柱12に地盤Gを削孔,攪拌するための削孔・
攪拌機構13が備えられ、さらに、地盤Gに固化材を供
給する図示しない固化材供給機構が備えられた構成とな
っている。 【0010】図2に示したように、削孔・攪拌機構13
は、二本の攪拌ロッド15,15を備えた構成とされて
いる。図1に示したように、攪拌ロッド15,15は、
それぞれの上端部が、駆動モータ16に接続されてい
る。そして、この駆動モータ16を駆動させると、攪拌
ロッド15,15がそれぞれの軸線回りに相対向する方
向に回転駆動されるようになっている。また、攪拌ロッ
ド15,15は、その中間部が、支柱12に沿って上下
動自在に設けられたガイド部材18によって、軸線回り
に回転自在に支持されている。 【0011】駆動モータ16は、支持柱12に沿って上
下動自在に設けられており、これによって攪拌ロッド1
5,15が駆動モータ16と一体に上下動自在な構成と
なっている。 【0012】本体11の後方には、引抜きウインチ20
が設けられており、この引抜きウインチ20には、ワイ
ヤー21の一端が固定されている。そしてワイヤー21
の他端は、支持柱12の上端部に設けられた支持部材2
2に回転自在に軸支されたシーブ23,24,および駆
動モータ16の上面に回転自在に軸支されたシーブ25
を介して、支持部材22の下面に固定されている。これ
により、ワイヤー21を引抜きウインチ20で巻き取る
と、駆動モータ16、すなわち攪拌ロッド15,15が
支持柱12に沿って上昇するようになっている。また、
引抜きウインチ20からワイヤー21を繰り出せば、削
孔・攪拌機構13の自重により、攪拌ロッド15,15
が支持柱12に沿って降下するようになっている。 【0013】図2に示したように、前記各攪拌ロッド1
5の下端部には、第一攪拌翼27と第二攪拌翼28と
が、上下に一定寸法離間し、かつ、平面視互いに直交す
るように設けられている。そして、攪拌ロッド15,1
5の下端部には、干渉バンド29が設けられており、こ
れらの間隔を保持するようになっている。 【0014】第一攪拌翼27は、攪拌ロッド15と一体
に形成されており、その先端には、効率よく地盤Gを掻
き回すためのビット30,30,…が設けられている。 【0015】一方、第二攪拌翼28は、平面視略J字状
の翼体31,31を備えた構成とされている。各翼体3
1は、攪拌ロッド15に一体に形成された台座32の上
側部材32aと下側部材32bとの間に挟持された形態
となっている。図3および図4に示すように、この台座
32には、攪拌ロッド15の軸線方向と平行に延在する
ピン33が設けられている。そして、各翼体31の基端
部31aは、このピン33に回転自在に軸支されてお
り、これによって各翼体31は水平面内で回動自在な構
成となっている。 【0016】また、各台座32には、翼体31の回転角
度を規制するためのストッパー34が一体に形成されて
いる。このストッパー34により、図3に示したよう
に、翼体31は、その先端部31bが攪拌ロッド15か
ら離間する方向に回動したときに、翼体31がストッパ
ー34にあたるようになっている。また、図4に示した
ように、翼体31が、先端部31bが攪拌ロッド15に
接近する方向に回転したときには、翼体31の先端部3
1bが他方の翼体31の台座32に設けられたストッパ
ー34にあたるようになっている。このようにして、第
二攪拌翼28を構成する翼体31,31は、ピン33,
33を中心として、水平面内で一定角度の範囲で回動自
在な構成とされている。 【0017】そして、図3に示したように、攪拌ロッド
15,15を図中矢印の方向に回転駆動させると、周囲
地盤との間に発生する反力すなわち土圧によって、先端
部31b,31bが攪拌ロッド15から離間する方向に
各第二攪拌翼28の翼体31,31が回動し、基端部3
1a,31aがストッパー34,34にあたった状態
(以下、この状態を「拡径状態」と称する)となる。図
2に示したように、この状態となったときには、翼体3
1,31の回転半径,すなわち第二攪拌翼28の回転半
径が、第一攪拌翼27の回転半径よりも一定寸法大きく
なるようになっている。また、図4に示したように、攪
拌ロッド15,15を図中矢印の方向に回転駆動させる
と、周囲地盤からの土圧によって、先端部31b,31
bがそれぞれ攪拌ロッド15に接近する方向に各第二攪
拌翼28の翼体31,31が回転し、先端部31b,3
1bがストッパー34,34にあたった状態(以下、こ
の状態を「縮径状態」と称する)となる。この状態とな
ったときには、第二攪拌翼28の回転半径は、第一攪拌
翼27(図2参照)の回転半径と同径となるようになっ
ている。 【0018】図2に示したように、上記のような第一攪
拌翼27,第二攪拌翼28の翼元には、吐出口36,3
7が設けられている。第一攪拌翼27の吐出口36に
は、攪拌ロッド15内を通る図示しないスラリーホース
の一端が接続されている。また、第二攪拌翼28の吐出
口37には、干渉バンド29内および、攪拌ロッド15
内を通る図示しないスラリーホースの一端が接続されて
いる。そして、このスラリーホースの他端は、攪拌ロッ
ド15,15間に配置されたスラリー圧送管38に接続
されている。 【0019】一方、地上には、固化材スラリーを所定の
配合で混練する図示しないスラリー製造装置が設置され
ている。そして、このスラリー製造装置には、固化材ス
ラリーを吐出口36,37に向けて送給するための固化
材供給ポンプが備えられている。この固化材供給ポンプ
には、吐出口36に接続された前記スラリーホースと、
吐出口37に接続されたスラリー圧送管38とが接続さ
れている。さらに、スラリー製造装置には、固化材スラ
リーを吐出口36,あるいは吐出口37のいずれに送給
するかを切り換える切り換えバルブが備えられている。
このようにして、スラリー製造装置で混練された固化材
スラリーは、切り換えバルブを切り換えることにより、
吐出口36または37から地盤G中に噴出されるように
なっている。 【0020】次に、上記構成の地盤改良装置10を用い
た地盤改良工法について詳細に説明する。まず、地盤G
の所定の箇所に、攪拌ロッド15,15を位置決めす
る。次に、駆動モータ16で攪拌ロッド15,15を回
転駆動させることによって、第一攪拌翼27,27およ
び第二攪拌翼28,28を図4中に示した矢印の方向に
回転させる。そして、引抜きウインチ20を作動させて
ワイヤー21を繰り出していく。すると、削孔・攪拌機
構13の自重によって、第一攪拌翼27,27が回転し
つつ地盤Gに貫入していく。このとき、図4に示したよ
うに、各第二攪拌翼28の翼体31,31は、周囲の地
盤Gからの土圧(反力)によって、縮径状態となってい
る。また、これとともに、第一攪拌翼27,27の吐出
口36,36から、固化材スラリーを地盤G中に噴出さ
せる。すると、噴出された固化材スラリーは、第一攪拌
翼27,27によって、地盤G中の、各第一攪拌翼27
の回転半径の範囲の土砂に攪拌混合される。 【0021】この後、第一攪拌翼27,27が、所定の
深さまで到達した時点で、引抜きウインチ20でのワイ
ヤー21の繰り出しを停止させて、攪拌ロッド15,1
5の下降を停止させる。そして、攪拌ロッド15,15
を回転させたままの状態で、吐出口36,36から固化
材スラリーを地盤G中に一定時間噴出させ続けて、改良
杭の先端処理を行う。 【0022】次に、攪拌ロッド15,15を、前述した
回転方向に回転させたまま、引抜きウインチ20でワイ
ヤー21を巻き取って攪拌ロッド15,15を引き上げ
ていく。 【0023】そして、第二攪拌翼28,28が、所定の
深さにまで上昇した時点で、駆動モータ16の回転方向
を切り替え、攪拌ロッド15,15を逆転させる。する
と、図3に示したように、各第二攪拌翼28の翼体3
1,31は、周囲の地盤Gからの土圧によって、その先
端部31b,31bが攪拌ロッド15,15から離間す
る方向に回転し、拡径状態となる。また、これととも
に、スラリー製造装置の切り換えバルブ(図示なし)を
切り換え、固化材スラリーを第二攪拌翼28,28の吐
出口37,37から噴出させる。そして、攪拌ロッド1
5,15の引き上げを続行する。すると、吐出口37,
37から噴出された固化材スラリーは、第二攪拌翼2
8,28によって、地盤G中の、各第二攪拌翼28の回
転半径の範囲の土砂に攪拌混合される。 【0024】上記のようにして、第一攪拌翼27,27
の吐出口36,36と、第二攪拌翼28,28の吐出口
37,37とから、それぞれ吐出された固化材スラリー
は、第一攪拌翼27,27,第二攪拌翼28,28によ
って、地盤Gの土砂と攪拌・混合される。そして、土砂
に混合された固化材スラリーの水和反応,この水和反応
による水和生成物と粘土鉱物とのイオン交換作用,ある
いはポゾラン反応等を主体とする化学的固結反応によっ
て、土が化学的に固化し、これによって、図5に示すよ
うに、地盤G中に改良杭Aが造成される。 【0025】このようにして造成された改良杭Aは、深
層部が第一攪拌翼27の回転半径と同径の小径部A1と
され、表層部が第二攪拌翼28の回転半径と同径の大径
部A2とされた形状をなしている。 【0026】この後、上記の工程を繰り返して、所定の
位置に所定本数の改良杭Aを造成していくことにより、
地盤Gの改良が完了する。このとき、このような形状の
改良杭Aを表層部A2が互いに隣接するように複数造成
すれば、地盤Gを広い範囲にわたって改良することがで
きる。 【0027】上述した地盤改良装置10では、第一攪拌
翼27,27および第二攪拌翼28,28を備えた攪拌
ロッド15,15と、固化材供給機構とが備えられ、か
つ各第二攪拌翼28を構成する翼体31,31が一定角
度の範囲で水平面内で回動自在とされている。これによ
り、攪拌ロッド15,15を回転させつつ地盤Gに貫入
させていき、固化材供給機構で地盤G中に供給した固化
材スラリーを、第一攪拌翼27,27および第二攪拌翼
28,28で地盤G中の土砂と攪拌混合させることによ
り、深層部が小径で、表層部が大径を有した形状の改良
杭Aを単一の工程で造成することができる。そして、表
層部にのみ広い地盤改良を必要とする場合にも、このよ
うな形状の改良杭Aを複数造成することにより、従来よ
りも少ない本数の改良杭Aで地盤Gを改良することがで
きる。この結果、地盤Gの改良を効率良く低コストかつ
短期間で行うことが可能となる。 【0028】しかも、第二攪拌翼28を構成する翼体3
1,31が、ピン33,33に回転自在に軸支されて、
一定角度の範囲で回動自在な構成とされている。これに
よって、攪拌ロッド15,15を一方向に回転駆動させ
れば、翼体31,31が周囲の地盤Gからの土圧によっ
て自動的に拡径状態となり、また、攪拌ロッド15,1
5を逆転させれば、周囲地盤Gからの土圧によって自動
的に縮径状態となる。したがって、攪拌ロッド15,1
5の回転方向を切り換えるのみで、第二攪拌翼28の回
転半径,すなわち改良杭Aの杭径を容易に変更すること
ができる。しかも、第二攪拌翼28を拡径・縮径させる
には駆動源が何ら必要ないので、上記のような効果を奏
することのできる地盤改良装置10を低コストで製作す
ることが可能となり、また故障等の発生を抑さえること
ができる。この結果、これによっても、地盤Gの改良の
ためのコストを低減することができる。 【0029】また、第一攪拌翼27の吐出口36から吐
出する固化材スラリーと、第二攪拌翼28の吐出口37
から吐出する固化材スラリーとで、配合を変えることに
よって、改良杭Aの小径部A1と大径部A2の杭強度を
容易に変更することができる。したがって、地盤Gの改
良強度を場所によって変化させるときにも、これを容易
に施工することができる。 【0030】なお、上記実施例において、地盤Gの表層
部においてのみ第二攪拌翼28を拡径状態とする構成と
したが、必要に応じて第二攪拌翼28を拡径するように
すればよい。例えば、図6に示すように、図中符号
(イ)に示した範囲においては、駆動モータ16を正転
させて第二攪拌翼28を縮径状態としておき、図中符号
(ロ)に示した範囲において、駆動モータ16を逆転さ
せて第二攪拌翼28を拡径状態として改良杭A’を造成
してもよい。このようにして造成した改良杭A’は、第
一攪拌翼27によって形成された小径部A1’と、第二
攪拌翼28によって形成された大径部A2’とが、上下
方向に交互に連続して位置する複層構造をなしている。
そして、このような改良杭A’を、大径部A2’どうし
が互いに隣接するように複数造成すれば、地盤Gをラー
メン構造状に改良することも可能である。 【0031】また、上記実施例において、地盤改良装置
10に備える攪拌ロッド15の本数は限定するものでは
なく、一本,あるいは三本以上を備える構成としてもよ
いのは言うまでもない。さらに、第二攪拌翼28に備え
る翼体31の形状,数についても限定するものではな
い。これに加えて、地盤Gの側方変位を防止するため、
攪拌ロッド15にスパイラル状の翼を形成して、これに
よって攪拌した地盤G中の土砂を地上に排出するように
してもよい。 【0032】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の地盤改良
装置によれば、第一攪拌翼および第二攪拌翼を上下に一
定寸法離間するように備えた攪拌ロッドと、固化材供給
機構とを備え、かつ第二攪拌翼の各翼体を一定角度の範
囲で回動自在とする構成とし、第一攪拌翼および第二攪
拌翼の翼元にそれぞれ固化材の吐出口を設けるととも
に、固化材をそれら吐出口のいずれか一方に選択的に供
給するための切り換えバルブを備えた構成とした。これ
により、攪拌ロッドを回転させつつ地盤に貫入させてい
き、いずれかの吐出口から地盤中に供給した固化材を、
第一攪拌翼または第二攪拌翼のいずれかで地盤中の土砂
と攪拌混合させることにより、大径部と小径部を有した
形状の改良杭を単一の工程で造成することができる。し
たがって、従来よりも少ない本数の改良杭で地盤を改良
することができ、この結果、地盤改良を効率良く低コス
トかつ短期間で行うことが可能となる。しかも、第二攪
拌翼を構成する翼体が、一定角度の範囲で回動自在な構
成とされている。これによって、周囲地盤からの土圧に
より、攪拌ロッドの回転方向を切り換えるのみで、第二
攪拌翼の回転半径,すなわち改良杭の杭径を自動的に変
更することができるので、大径部と小径部とを任意の位
置に有した改良杭を容易に造成することができる。しか
も、翼体を拡径・縮径させるには何らの駆動源を必要と
しないので、上記のような効果を奏することのできる地
盤改良装置を低コストで製作することが可能となり、ま
た、故障等の発生を抑さえることができる。この結果、
これによっても、地盤の改良に要するコストを低減する
ことができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of mixing a solidifying material while stirring earth and sand in the ground to solidify the earth and sand.
The present invention relates to a ground improvement device suitable for improving soft ground. [0002] As is well known, a solidifying material such as lime or cement is prepared into a slurry, and the slurry is stirred and mixed with soil in the ground to form a hydration reaction of the solidified material slurry. The soil is chemically solidified by ion exchange between the hydration product of the hydration reaction and the clay mineral, or chemical consolidation mainly by the pozzolanic reaction, etc., and the improved pile is placed in the ground. There is a construction method of building and improving the ground. Conventionally, in such a ground improvement method, FIG.
Ground improvement device 1 based on pile driver as shown in
Is used. In the ground improvement apparatus 1, a stirring rod 4 is rotatably supported around an axis of a supporting column 3 provided on a main body 2, and a lower end portion of the stirring rod 4 stirs soil in the ground G. It has a schematic configuration including a wing 5, an earth auger 6 for agitating soil in the ground G, and a discharge port 7 for supplying a solidified material slurry into the ground G from a solidified material supply mechanism (not shown). ing. In order to improve the ground G using such a ground improvement apparatus 1, first, a stirring rod 4 is attached to the ground G.
, And penetrates the ground G with the earth auger 6 to a predetermined depth. Next, the solidified material slurry is supplied to the discharge port 7 at the lower end of the stirring rod 4 by the solidified material supply mechanism.
Squirt from Then, while pulling up the stirring rod 4, the ejected solidified material slurry and the soil of the ground G are stirred by the earth auger 6 and the stirring blades 5, thereby solidifying the soil and forming a columnar improved pile in the ground G. Create. [0005] In accordance with a structure to be constructed on the ground G or the purpose of use of the ground G, such an improved pile is used.
The ground G has been improved singly or in blocks, grids, continuous walls, or the like. [0006] However, the conventional ground improvement apparatus as described above has the following problems. That is, since the earth auger 6 that moves in the ground G is provided only at the lower end of the stirring rod 4, the improved pile formed in the ground G has an outer shape of:
It had to be cylindrical with a diameter equal to the rotation diameter of the earth auger 6. Therefore, when it is desired to improve the ground G over a wide area, a large number of improved piles are formed, or improved piles are formed at appropriate intervals, and only the surface layer between the pile heads of these improved piles is separately ground- improved. Therefore, there is a problem that the construction period is prolonged and the construction cost is increased. The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to provide a ground improvement device that can efficiently improve the ground at low cost. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a ground improvement apparatus for improving a ground by mixing a solidified material with earth and sand in the ground, the apparatus being rotatable about an axis and extending in the axial direction. A stirring rod movably provided in the ground, a solidifying material supply mechanism for supplying a solidifying material into the ground is provided, a lower end portion of the stirring rod, a first stirring blade fixed to the stirring rod,
The second stirring blade consisting of one or more wings is vertically separated by a certain distance.
The wing body of the second stirring blade is provided at an interval, and a base end portion thereof is rotatably supported on the stirring rod in a horizontal plane within a certain angle range. The radius of rotation of the second stirring blade in a state in which the tip of each blade body is separated from the stirring rod can be separated from and approachable to the stirring rod, and is larger than the rotation radius of the first stirring blade. The first stirring blade and the second
A discharge port for solidified material is provided at the base of each of the two stirring blades.
And the solidified material in one of these outlets
Switching valve for selectively supplying
It is characterized in that there. The ground improvement apparatus according to the present invention includes a stirring rod having first stirring blades and second stirring blades, a solidifying material supply mechanism, and each blade of the second stirring blades is fixed at a predetermined angle. It is configured to be rotatable in the range of. As a result, the stirring rod penetrates into the ground while rotating, and the first stirring blade and the second stirring blade
Either one of the discharge ports provided at the base of the stirring blade
Then, the solidified material is jetted into the ground and mixed with the earth and sand in the ground with stirring blades, whereby the ground can be solidified and improved. At this time, since the base end of the blade body of the second stirring blade is supported by the stirring rod, when the stirring rod is rotated in one direction, the tip end of each blade comes into contact with the surrounding ground. The wing body rotates in a direction in which the tip end is separated from the stirring rod by the reaction force caused by the pressure, that is, the earth pressure.
In this manner, the radius of rotation of the second stirring blade becomes larger by a certain dimension than that of the first stirring blade. On the other hand, when the stirring rod is rotated in the opposite direction, the earth pressure from the surrounding ground causes
The blade rotates in a direction in which the tip approaches the stirring rod, whereby the radius of rotation of the second stirring blade is reduced. The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawings. Here, the ground improvement device according to the present invention,
For example, a description will be given using an embodiment in a case where the present invention is applied to a biaxial ground improvement apparatus having two drilling rods. As shown in FIG. 1, the ground improvement device 10 includes an endless caterpillar 1 for movement.
A support column 12 is vertically provided in front of a main body 11 having 1a,
A hole for drilling and agitating the ground G on the support column 12
The agitation mechanism 13 is provided, and further, a solidification material supply mechanism (not shown) for supplying the solidification material to the ground G is provided. [0010] As shown in FIG.
Is provided with two stirring rods 15 and 15. As shown in FIG. 1, the stirring rods 15, 15
Each upper end is connected to the drive motor 16. When the drive motor 16 is driven, the stirring rods 15 and 15 are driven to rotate around their respective axes in opposite directions. In addition, the stirring rods 15, 15 are rotatably supported around their axes at the intermediate portion thereof by a guide member 18 provided to be able to move up and down along the columns 12. A drive motor 16 is provided so as to be vertically movable along the support column 12, and thereby the stirring rod 1 is provided.
5 and 15 are configured to be vertically movable integrally with the drive motor 16. Behind the main body 11, a pulling winch 20 is provided.
The pulling winch 20 has one end of a wire 21 fixed thereto. And wire 21
The other end of the support member 2 is provided at the upper end of the support column 12.
2 and a sheave 25 rotatably supported on the upper surface of the drive motor 16.
Is fixed to the lower surface of the support member 22 via the support. As a result, when the wire 21 is wound up by the pulling winch 20, the drive motor 16, that is, the stirring rods 15, 15 rises along the support columns 12. Also,
When the wire 21 is drawn out from the drawing winch 20, the stirring rods 15, 15 are moved by the own weight of the drilling / stirring mechanism 13.
Descend along the support pillars 12. As shown in FIG. 2, each of the stirring rods 1
At the lower end of 5, a first stirrer blade 27 and a second stirrer blade 28 are provided so as to be vertically spaced apart from each other by a certain dimension and to be orthogonal to each other in plan view. And the stirring rods 15 and 1
An interference band 29 is provided at the lower end of 5 so as to keep the distance therebetween. The first stirring blade 27 is formed integrally with the stirring rod 15, and at the tip thereof, bits 30, 30,... For efficiently stirring the ground G are provided. On the other hand, the second stirring blade 28 is provided with blades 31, 31 having a substantially J-shape in plan view. Each wing 3
Reference numeral 1 denotes a form that is sandwiched between an upper member 32a and a lower member 32b of a pedestal 32 formed integrally with the stirring rod 15. As shown in FIGS. 3 and 4, the pedestal 32 is provided with a pin 33 extending parallel to the axial direction of the stirring rod 15. The base end 31a of each wing 31 is rotatably supported by the pin 33, so that each wing 31 is rotatable in a horizontal plane. Each pedestal 32 is integrally formed with a stopper 34 for regulating the rotation angle of the wing body 31. As shown in FIG. 3, when the tip 31 b of the blade 31 rotates in a direction away from the stirring rod 15, the stopper 31 causes the blade 31 to hit the stopper 34. Further, as shown in FIG. 4, when the wing body 31 rotates in a direction in which the tip part 31b approaches the stirring rod 15, the tip part 3 of the wing body 31 is rotated.
1 b corresponds to a stopper 34 provided on a pedestal 32 of the other wing body 31. In this manner, the wing bodies 31, 31 constituting the second stirring blade 28 are provided with the pins 33,
It is configured to be rotatable around a predetermined angle within a horizontal plane around the center 33. Then, as shown in FIG. 3, when the stirring rods 15, 15 are driven to rotate in the direction of the arrow in the figure, the reaction force generated between the stirring rods and the surrounding ground, that is, the earth pressure, causes the tip portions 31b, 31b. Of the second stirring blade 28 rotate in a direction in which the base member 3 separates from the stirring rod 15, and the base end 3
1a and 31a are in a state of hitting the stoppers 34 and 34 (hereinafter, this state is referred to as an "expanded state"). As shown in FIG. 2, when this state occurs, the wing 3
The rotation radii of the first and second stirring blades 28, that is, the rotation radii of the second stirring blade 28 are larger than the rotation radius of the first stirring blade 27 by a certain dimension. Further, as shown in FIG. 4, when the stirring rods 15, 15 are rotationally driven in the direction of the arrow in the figure, the tip portions 31b, 31 are caused by the earth pressure from the surrounding ground.
The blades 31, 31 of each second stirring blade 28 rotate in the direction in which the b approaches the stirring rod 15, respectively, and the tip portions 31b, 3
1b is brought into contact with the stoppers 34, 34 (hereinafter, this state is referred to as "diameter reduction state"). In this state, the rotation radius of the second stirring blade 28 is the same as the rotation radius of the first stirring blade 27 (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, discharge ports 36 and 3 are provided at the bases of the first stirring blade 27 and the second stirring blade 28 as described above.
7 are provided. One end of a slurry hose (not shown) passing through the stirring rod 15 is connected to the discharge port 36 of the first stirring blade 27. The discharge port 37 of the second stirring blade 28 is provided inside the interference band 29 and the stirring rod 15.
One end of a slurry hose (not shown) passing through the inside is connected. The other end of the slurry hose is connected to a slurry pumping pipe 38 disposed between the stirring rods 15. On the other hand, on the ground, a slurry manufacturing apparatus (not shown) for kneading the solidified material slurry with a predetermined composition is installed. The slurry producing apparatus is provided with a solidification material supply pump for feeding the solidification material slurry toward the discharge ports 36 and 37. The solidified material supply pump includes the slurry hose connected to the discharge port 36,
The slurry pressure feed pipe 38 connected to the discharge port 37 is connected. Further, the slurry manufacturing apparatus is provided with a switching valve for switching which of the discharge port 36 and the discharge port 37 feeds the solidified material slurry.
In this manner, the solidified material slurry kneaded in the slurry manufacturing apparatus is switched by switching the switching valve.
The gas is ejected from the discharge port 36 or 37 into the ground G. Next, a ground improvement method using the ground improvement apparatus 10 having the above configuration will be described in detail. First, ground G
The stirring rods 15 and 15 are positioned at predetermined positions. Next, the drive motor 16 drives the stirring rods 15, 15 to rotate, thereby rotating the first stirring blades 27, 27 and the second stirring blades 28, 28 in the directions indicated by arrows in FIG. Then, the pulling winch 20 is operated to draw out the wire 21. Then, the first stirring blades 27, 27 rotate and penetrate into the ground G by the own weight of the drilling and stirring mechanism 13. At this time, as shown in FIG. 4, the wing bodies 31, 31 of the respective second stirring blades 28 are in a reduced diameter state due to the earth pressure (reaction force) from the surrounding ground G. At the same time, the solidified material slurry is ejected from the discharge ports 36, 36 of the first stirring blades 27, 27 into the ground G. Then, the ejected solidified material slurry is supplied to the first stirring blades 27 in the ground G by the first stirring blades 27, 27.
Is mixed with earth and sand within the radius of rotation. Thereafter, when the first stirring blades 27, 27 reach a predetermined depth, the feeding of the wire 21 by the drawing winch 20 is stopped, and the stirring rods 15, 1 are stopped.
Stop descent of 5. And the stirring rods 15, 15
While the is rotated, the solidified material slurry is continuously ejected from the discharge ports 36, 36 into the ground G for a certain period of time to perform the tip treatment of the improved pile. Next, while the stirring rods 15, 15 are being rotated in the above-described rotation direction, the wire 21 is wound up by the drawing winch 20, and the stirring rods 15, 15 are pulled up. When the second stirring blades 28 rise to a predetermined depth, the rotation direction of the drive motor 16 is switched, and the stirring rods 15, 15 are reversed. Then, as shown in FIG. 3, the blade body 3 of each second stirring blade 28
Due to the earth pressure from the surrounding ground G, the tip portions 31b, 31b rotate in a direction away from the stirring rods 15, 15 to be in an expanded state. At the same time, the switching valve (not shown) of the slurry manufacturing apparatus is switched to eject the solidified material slurry from the discharge ports 37 of the second stirring blades 28. And stirring rod 1
Continue raising 5,15. Then, the discharge port 37,
The solidified material slurry ejected from 37 is supplied to the second stirring blade 2
Due to 8, 28, the mixture is agitated and mixed into the ground G within the range of the radius of rotation of each second stirring blade 28. As described above, the first stirring blades 27, 27
The solidified material slurry discharged from the discharge ports 36, 36 and the discharge ports 37, 37 of the second stirring blades 28, 28 are respectively separated by the first stirring blades 27, 27 and the second stirring blades 28, 28. It is stirred and mixed with the earth and sand of the ground G. The soil is formed by a hydration reaction of the solidified material slurry mixed with the earth and sand, an ion exchange action between the hydration product of the hydration reaction and the clay mineral, or a chemical consolidation reaction mainly including a pozzolan reaction. As a result, the improved pile A is formed in the ground G as shown in FIG. In the improved pile A thus formed, the deep portion has a small diameter portion A1 having the same diameter as the rotation radius of the first stirring blade 27, and the surface portion has the same diameter as the rotation radius of the second stirring blade 28. Has a large diameter portion A2. Thereafter, the above steps are repeated to form a predetermined number of improved piles A at predetermined positions,
The improvement of the ground G is completed. At this time, if a plurality of improved piles A having such a shape are formed so that the surface portions A2 are adjacent to each other, the ground G can be improved over a wide range. In the above-described ground improvement apparatus 10, the stirring rods 15, 15 having the first stirring blades 27, 27 and the second stirring blades 28, 28, and the solidification material supply mechanism are provided. The wing bodies 31, 31 constituting the wing 28 are rotatable in a horizontal plane within a certain angle range. As a result, the stirring rods 15, 15 are made to penetrate the ground G while rotating, and the solidified material slurry supplied into the ground G by the solidified material supply mechanism is supplied to the first stirring blades 27, 27 and the second stirring blades 28, 27. By mixing and mixing with the earth and sand in the ground G at 28, the improved pile A having a small diameter in the deep part and a large diameter in the surface part can be formed in a single step. And, even when the ground improvement that is wide only in the surface layer is required, the ground G can be improved with a smaller number of improved piles A than before by forming a plurality of improved piles A having such a shape. . As a result, the ground G can be efficiently improved at low cost and in a short period of time. In addition, the wing body 3 constituting the second stirring blade 28
1, 31 are rotatably supported by the pins 33, 33,
It is configured to be rotatable within a certain angle range. As a result, when the stirring rods 15, 15 are driven to rotate in one direction, the wing bodies 31, 31 are automatically expanded by the earth pressure from the surrounding ground G, and the stirring rods 15, 1 are also expanded.
If 5 is reversed, the diameter is automatically reduced by the earth pressure from the surrounding ground G. Therefore, the stirring rods 15, 1
By simply switching the rotation direction of No. 5, the rotation radius of the second stirring blade 28, that is, the pile diameter of the improved pile A can be easily changed. In addition, since no drive source is required to expand and reduce the diameter of the second stirring blade 28, it is possible to manufacture the ground improvement device 10 that can exhibit the above-described effects at low cost, and The occurrence of a failure or the like can be suppressed. As a result, the cost for improving the ground G can be reduced. The solidified material slurry discharged from the discharge port 36 of the first stirring blade 27 and the discharge port 37 of the second stirring blade 28
By changing the composition with the solidified material slurry discharged from the above, the pile strength of the small diameter portion A1 and the large diameter portion A2 of the improved pile A can be easily changed. Therefore, even when the improvement strength of the ground G is changed depending on the place, this can be easily performed. In the above embodiment, the diameter of the second stirring blade 28 is expanded only in the surface layer of the ground G. However, if necessary, the diameter of the second stirring blade 28 may be expanded. Good. For example, as shown in FIG. 6, in the range indicated by reference numeral (a) in the figure, the drive motor 16 is rotated forward to set the second stirring blade 28 in a reduced diameter state, and is indicated by reference numeral (b) in the figure. Within the range, the drive motor 16 may be rotated in the reverse direction to make the second stirring blade 28 in the expanded state to form the improved pile A ′. In the improved pile A 'thus formed, the small-diameter portion A1' formed by the first stirring blade 27 and the large-diameter portion A2 'formed by the second stirring blade 28 are alternately continuous in the vertical direction. And has a multilayer structure.
If a plurality of such improved piles A 'are formed so that the large-diameter portions A2' are adjacent to each other, it is possible to improve the ground G into a rigid frame structure. In the above embodiment, the number of the stirring rods 15 provided in the ground improvement apparatus 10 is not limited, and it is needless to say that one or three or more stirring rods may be provided. Further, the shape and number of the wing bodies 31 provided in the second stirring blade 28 are not limited. In addition, to prevent lateral displacement of the ground G,
A spiral wing may be formed on the stirring rod 15 so that the earth and sand in the ground G stirred by this may be discharged to the ground. As described above, according to the ground improvement apparatus of the present invention, the first stirring blade and the second stirring blade are vertically moved.
A stirring rod provided so as to be separated by a fixed size , a solidifying material supply mechanism, and each blade body of the second stirring blade is configured to be rotatable within a certain angle range, the first stirring blade and the second stirring blade Disturbance
In addition to providing a solidified material discharge port at the base of the stirring blade
And the solidified material is selectively supplied to one of the discharge ports.
A configuration was provided with a switching valve for supplying. Thereby, the solidified material supplied into the ground from any one of the discharge ports is made to penetrate the ground while rotating the stirring rod ,
The improved pile having a large-diameter portion and a small-diameter portion can be formed in a single step by stirring and mixing with the earth and sand in the ground with either the first stirring blade or the second stirring blade . Therefore, the ground can be improved with a smaller number of improved piles than before, and as a result, the ground can be efficiently improved at low cost and in a short period of time. In addition, the wing body constituting the second stirring blade is configured to be rotatable within a certain angle range. This allows the rotation radius of the second stirring blade, that is, the pile diameter of the improved pile, to be automatically changed only by switching the rotation direction of the stirring rod in accordance with the earth pressure from the surrounding ground. An improved pile having a small diameter portion at an arbitrary position can be easily formed. In addition, since no drive source is required to expand and contract the wing body, it is possible to manufacture a ground improvement device capable of achieving the above effects at low cost, Etc. can be suppressed. As a result,
This can also reduce the cost required for ground improvement.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る地盤改良装置の一例を示す側面図
である。 【図2】前記地盤改良装置に備えた第一攪拌翼および第
二攪拌翼を示す正面図である。 【図3】前記第二攪拌翼の拡径状態を示す平断面図であ
る。 【図4】同、縮径状態を示す平断面図である。 【図5】前記地盤改良装置を用いて改良した地盤の一例
を示す立断面図である。 【図6】前記地盤改良装置を用いて改良した地盤の他の
一例を示す立断面図である。 【図7】従来の地盤改良装置の一例を示す側面図であ
る。 【符号の説明】 10 地盤改良装置 15 攪拌ロッド 27 第一攪拌翼 28 第二攪拌翼 G 地盤
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing an example of a ground improvement device according to the present invention. FIG. 2 is a front view showing a first stirring blade and a second stirring blade provided in the ground improvement device. FIG. 3 is a cross-sectional plan view showing a state where the diameter of the second stirring blade is expanded. FIG. 4 is a plan sectional view showing the reduced diameter state. FIG. 5 is a vertical sectional view showing an example of the ground improved by using the ground improvement device. FIG. 6 is a vertical sectional view showing another example of the ground improved by using the ground improvement device. FIG. 7 is a side view showing an example of a conventional ground improvement device. [Description of Signs] 10 Ground improvement device 15 Stirring rod 27 First stirring blade 28 Second stirring blade G Ground

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 純二 福岡県福岡市東区香椎台一丁目13ー23 (72)発明者 伊藤 澄雄 福岡県春日市松ヶ丘4ー76 (56)参考文献 特開 昭59−10610(JP,A) 特開 昭60−98009(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 3/12 102 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Junji Tanaka 1-13-23 Kashidaidai, Higashi-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture (72) Inventor Sumio Ito 4-76, Matsugaoka, Kasuga City, Fukuoka Prefecture (56) References JP 59-10610 (JP, A) JP-A-60-98009 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E02D 3/12 102

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 地盤中の土砂に固化材を混合させて地盤
を改良するための地盤改良装置であって、軸線回りに回
転自在でかつ該軸線方向に移動自在とされた攪拌ロッド
と、前記地盤中に固化材を供給する固化材供給機構とが
備えられ、前記攪拌ロッドの下端部には、該攪拌ロッド
に固定された第一攪拌翼と、一以上の翼体からなる第二
攪拌翼とが上下に一定寸法離間して設けられ、前記第二
攪拌翼の各翼体は、その基端部が前記攪拌ロッドに軸支
されて一定角度の範囲で水平面内で回動自在とされてお
り、その先端部が前記攪拌ロッドに対して離間・接近自
在で、かつ、前記各翼体の先端部が前記攪拌ロッドから
離間した状態での第二攪拌翼の回転半径が、前記第一攪
拌翼の回転半径よりも一定寸法大きくなる構成とされ
前記第一攪拌翼および前記第二攪拌翼の翼元にはそれぞ
れ固化材の吐出口が設けられているとともに、固化材を
それら吐出口のいずれか一方に選択的に供給するための
切り換えバルブが備えられていることを特徴とする地盤
改良装置。
(57) [Claim 1] A ground improvement device for improving a ground by mixing a solidified material with earth and sand in the ground, wherein the device is rotatable about an axis and moves in the axial direction. A stirring rod that is freely movable, and a solidifying material supply mechanism that supplies a solidifying material into the ground. A lower end portion of the stirring rod includes a first stirring blade fixed to the stirring rod, and one or more stirring blades. A second stirring blade made of a wing body is vertically spaced apart by a certain dimension , and each wing body of the second stirring blade has its base end pivotally supported by the stirring rod and has a fixed angle range. The second stirring blade is rotatable in a horizontal plane, the tip of which is separated and approachable to the stirring rod, and the tip of each wing body is separated from the stirring rod. The rotation radius of the first stirring blade is larger than the rotation radius of the first stirring blade by a certain dimension. ,
The blades of the first stirring blade and the second stirring blade are respectively
The outlet for the solidified material is provided and the solidified material is
To selectively supply one of these outlets
A ground improvement device comprising a switching valve .
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